KR20150033275A - 카메라 초점조절방법 및 초점조절시스템 - Google Patents

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Abstract

카메라 초점조절시스템을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성하는 적어도 하나의 카메라와, 카메라에서 생성된 영상을 획득하는 영상제어정보 획득부와, 영상제어정보 획득부가 획득한 영상으로부터 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 초점조절완료 판단부와, 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우, 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 초점조절부를 포함한다.

Description

카메라 초점조절방법 및 초점조절시스템{Method and system for regulating focus of camera}
본 실시예는 카메라 초점조절방법 및 초점조절시스템에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
렌즈 일체형 카메라는 내장된 초점측정모듈과 초점구동 제어모듈을 이용하여 카메라의 초점을 자동으로 조절한다. 일반적인 렌즈 일체형 카메라로는 국방분야나 일부 감시분야에서 요구하는 성능을 만족시킬 수 없기 때문에, 고성능의 렌즈와 카메라 몸체를 조합하여 카메라를 제작해야 할 경우가 있다.
고성능의 렌즈는 줌(zoom) 제어기능과 수동 초점조절기능은 제공하지만 초점측정기능은 제공하지 않기 때문에 자동 초점조절기능이 없다. 초점을 측정하기 위해서는 카메라의 측면에서 영상 또는 광의 위상차를 분석해야 하는데, 렌즈만으로는 자동 초점조절기능을 수행할 수 없기 때문이다.
카메라 몸체가 초점 측정기능을 제공하는 것은 가능하지만 모든 렌즈에 대한 호환성을 유지하면서 해당 정보를 제공할 수 없기 때문에, 초점 측정기능과 초점조절기능을 동시에 제공하는 것을 기대하기는 어렵다.
자동 초점조절기능을 제공하지 않는 카메라를 사용하는 경우 통제시스템측에서는 수동 초점조절기능만을 사용할 수 밖에 없는 문제점이 있다.
본 실시예는 감시시스템에서 수동 초점조절기능은 제공하지만 자동 초점조절기능은 제공하지 않는 카메라를 사용할 경우 통제시스템에서 자동 초점조절 알고리즘을 적용하여 쉽게 초점을 조절할 수 있게 하는 카메라 초점조절방법 및 초점조절시스템을 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성하는 적어도 하나의 카메라와, 상기 카메라에서 생성된 영상을 획득하는 영상제어정보 획득부와, 상기 영상제어정보 획득부가 획득한 영상으로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 초점조절완료 판단부와, 상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우, 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 초점조절부를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절시스템을 제공한다.
여기서, 상기 초점조절완료 판단부는 상기 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 대조비 정보를 추출하고, 상기 대조비 정보로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절시스템을 제공한다.
또한, 상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 더 획득하고, 상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우 상기 초점조절부가 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 초점조절시스템을 제공한다.
또한, 상기 영상제어정보 획득부에는 초점조절버튼이 구비되고, 상기 초점조절버튼이 눌려지는 경우 상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라에서 생성된 영상, 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 획득하여 상기 초점조절완료 판단부에 송신하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절시스템을 제공한다.
또한, 상기 초점조절부는 상기 영상의 대조비가 증가하도록 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절시스템을 제공한다.
또한, 상기 초점조절부는 상기 카메라의 줌 정보, 초점위치정보, 또는 카메라의 백래쉬 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절시스템을 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 적어도 하나의 카메라가 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성하는 제1 과정과, 영상제어정보 획득부가 상기 카메라에서 생성된 영상을 획득하는 제2 과정과, 초점조절완료 판단부가 상기 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 제3 과정과, 상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우, 초점조절부가 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 제4 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절방법을 제공한다.
여기서, 상기 제3 과정은, 상기 초점조절완료 판단부가 상기 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 대조비 정보를 추출하고, 상기 대조비 정보로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절방법을 제공한다.
또한, 상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 더 획득하고, 상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우 상기 초점조절부가 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절방법을 제공한다.
또한, 초점조절입력이 발생하는 경우, 상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라에서 생성된 영상, 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 획득하여 상기 초점조절완료 판단부에 송신하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절방법을 제공한다.
또한, 상기 제4 과정에서, 상기 초점조절부는 상기 영상의 대조비가 증가하도록 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절방법을 제공한다.
또한, 상기 제4 과정에서, 상기 초점조절부는 상기 카메라의 줌 정보, 초점위치정보, 또는 카메라의 백래쉬 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 감시시스템에서 수동 초점조절기능은 제공하지만 자동 초점조절기능은 제공하지 않는 카메라를 사용할 경우 통제시스템에서 자동 초점조절 알고리즘을 적용하여 쉽게 초점을 조절할 수 있게 함으로써, 국경, 해안선, 건물 실내외, 관공서 등의 영상보안시스템에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 초점조절시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 초점조절방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함', '구비'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 '…부', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 초점조절시스템의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 초점조절시스템은, 카메라(111, 112, 113, 114), 영상제어정보 획득부(121), 초점조절완료 판단부(122), 및 초점조절부(123)를 포함한다. 영상제어정보 획득부(121), 초점조절완료 판단부(122), 및 초점조절부(123)는 일체화되어 비디오 관제 서버(120)로 구현될 수 있다.
카메라(111, 112, 113, 114)는 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성하고, 적어도 하나일 수 있다. 카메라(111, 112, 113, 114)에 의해 생성된 영상은 다수의 픽셀(pixel)을 갖고, 각 픽셀의 위치는 (x1, y1), (x2, y2), (x2, y3) 등과 같이 2차원 좌표로 표현될 수 있다.
영상제어정보 획득부(121)는 카메라(111, 112, 113, 114)에서 생성된 영상, 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점위치정보 및 배율정보를 획득한다. 영상제어정보 획득부(121)에는 초점조절버튼(도시되지 않음)이 구비되고, 초점조절버튼이 눌려지는 경우 영상제어정보 획득부(121)는 카메라(111, 112, 113, 114)에서 생성된 영상, 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점위치정보 및 배율정보를 획득하여 초점조절완료 판단부(122)에 송신한다. 초점조절버튼은 토글 스위치(toggle switch)로 구현됨으로써, 한 번 누르면 온(ON)이 되고 다시 한번 누르면 오프(OFF)되는 방식으로 사용될 수 있다.
초점조절완료 판단부(122)는 영상제어정보 획득부(121)가 획득한 영상으로부터 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점조절이 완료되었는지를 판단한다. 상세하게는, 초점조절완료 판단부(122)는 영상제어정보 획득부(121)에서 획득한 영상으로부터 대조비 정보(또는 콘트라스트 비례정보)를 추출하고, 추출된 대조비 정보로부터 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점조절이 완료되었는지를 판단한다.
초점조절부(123)는 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점조절이 완료되지 않은 경우 초점조절완료 판단부(122)로부터 초점제어명령을 수신하여 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점방향 및 초점레벨을 조절한다. 예를 들어, 초점조절부(123)는 영상의 대조비가 증가하도록 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점방향 및 초점레벨을 조절할 수 있다. 또한, 초점조절부(123)는 카메라(111, 112, 113, 114)의 줌(zoom) 정보, 초점위치정보, 또는 카메라(111, 112, 113, 114)의 백래쉬(backlash) 정보 중 적어도 하나를 이용하여 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점방향 및 초점레벨을 조절할 수 있다. 초점레벨은 소정의 개수로 설정될 수 있다. 초점조절부(123)는 초점조절 알고리즘을 갖는 초점조절 애플리케이션에 의해 구동될 수 있다. 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점조절과 관련하여, 초점렌즈를 구동하여 영상의 초점을 조절할 수 있고, 초점이 조절된 상태에서 영상을 생성하도록 한다.
한편, 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점조절이 완료된 경우, 영상제어정보 획득부(121)가 카메라(111, 112, 113, 114)에서 생성된 영상, 카메라(111, 112, 113, 114)의 초점위치정보 및 배율정보를 계속하여 획득한다. 초점위치정보는 픽셀의 위치와 마찬가지로 (x1, y1), (x2, y2), (x2, y3) 등과 같은 2차원 좌표로 표현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 초점조절방법의 흐름도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 카메라 초점조절방법은 S210 내지 S240를 포함한다.
카메라가 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성한다(S210). 카메라는 적어도 하나일 수 있다.
영상제어정보 획득부가 카메라에서 생성된 영상, 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 획득한다(S220). 초점조절버튼이 눌려져 초점조절입력이 발생하는 경우, 영상제어정보 획득부는 카메라에서 생성된 영상, 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 획득하여 초점조절완료 판단부에 송신한다.
초점조절완료 판단부가 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단한다(S230). 초점조절완료 판단부는 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 대조비 정보(또는 콘트라스트 비례정보)를 추출하고, 추출된 대조비 정보로부터 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단한다.
카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우, 초점조절부가 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절한다 (S240). 예를 들어, 초점조절부(123)는 영상의 대조비가 증가하도록 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절할 수 있다. 또한, 초점조절부(123)는 카메라의 줌(zoom) 정보, 초점위치정보, 또는 카메라의 백래쉬(backlash) 정보 중 적어도 하나를 이용하여 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절할 수 있다.
한편, 카메라의 초점조절이 완료된 경우, 영상제어정보 획득부가 카메라에서 생성된 영상, 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 계속하여 획득한다(S220).
도 2에서는 과정 S210 내지 과정 S240을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 2에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 과정 S210 내지 과정 S240 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 2는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
111, 112, 113, 114 : 카메라
120 : 비디오 관제 서버
121 : 영상제어정보 획득부
122 : 초점조절완료 판단부
123 : 초점조절부

Claims (12)

  1. 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성하는 적어도 하나의 카메라;
    상기 카메라에서 생성된 영상을 획득하는 영상제어정보 획득부;
    상기 영상제어정보 획득부가 획득한 영상으로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 초점조절완료 판단부; 및
    상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우, 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 초점조절부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초점조절완료 판단부는 상기 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 대조비 정보를 추출하고, 상기 대조비 정보로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 더 획득하고, 상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우 상기 초점조절부가 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 초점조절시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 영상제어정보 획득부에는 초점조절버튼이 구비되고, 상기 초점조절버튼이 눌려지는 경우 상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라에서 생성된 영상, 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 획득하여 상기 초점조절완료 판단부에 송신하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 초점조절부는 상기 영상의 대조비가 증가하도록 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초점조절부는 상기 카메라의 줌 정보, 초점위치정보, 또는 카메라의 백래쉬 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절시스템.
  7. 적어도 하나의 카메라가 광원으로부터 입사되는 광을 검출하여 영상을 생성하는 제1 과정;
    영상제어정보 획득부가 상기 카메라에서 생성된 영상을 획득하는 제2 과정;
    초점조절완료 판단부가 상기 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 제3 과정; 및
    상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우, 초점조절부가 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 제4 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 과정은,
    상기 초점조절완료 판단부가 상기 영상제어정보 획득부에서 획득한 영상으로부터 대조비 정보를 추출하고, 상기 대조비 정보로부터 상기 카메라의 초점조절이 완료되었는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점조절방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 더 획득하고, 상기 카메라의 초점조절이 완료되지 않은 경우 상기 초점조절부가 상기 초점조절완료 판단부로부터 초점제어명령을 수신하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 초점조절방법.
  10. 제9항에 있어서,
    초점조절입력이 발생하는 경우, 상기 영상제어정보 획득부는 상기 카메라에서 생성된 영상, 상기 카메라의 초점위치정보 및 배율정보를 획득하여 상기 초점조절완료 판단부에 송신하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제4 과정에서, 상기 초점조절부는 상기 영상의 대조비가 증가하도록 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제4 과정에서, 상기 초점조절부는 상기 카메라의 줌 정보, 초점위치정보, 또는 카메라의 백래쉬 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 카메라의 초점방향 및 초점레벨을 조절하는 것을 특징으로 하는 카메라 초점 조절방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2004077517A (ja) * 2002-08-09 2004-03-11 Ricoh Co Ltd オートフォーカス機能付きカメラ
JP2006133566A (ja) * 2004-11-08 2006-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd カメラ装置、カメラ装置の制御方法、遠隔装置、およびカメラシステム
KR20120054456A (ko) * 2010-11-19 2012-05-30 주식회사 네드텍 산업용 감시카메라 초점 자동 조절장치 및 그 조절방법

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